Слайд 1Движение по линии
Павлова Наталья Германовна, методист ГАПОУ ТО «Колледж цифровых
и педагогических технологий»
Слайд 2Конструкция робота
Для езды по линии подходит любая конструкция, использующая для
движения два сервомотора.
В конструкции необходимо предусмотреть возможность установки датчика (датчиков)
цвета.
Датчики цвета (света) устанавливаются на высоте 5-7 мм над поверхностью поля.
Слайд 3Особенности конструирования робота
Одного датчика, расположенного с одной стороны линии (движется
вдоль линии, проходит повороты, но не может обнаружить перекрестки и
инверсии).
Двух датчиков цвета, расположенных по обе стороны линии (обнаруживает перекрестки, движение становится плавным).
Трех датчиков цвета, два из которых расположены с обеих сторон линии, третий вынесен в сторону и немного вперед (третий датчик помогает обнаруживать и подсчитывать перекрестки, линии штрих-кода, повороты на острый угол и дополнительные препятствия).
Трех датчиков цвета, два из которых расположены с обеих сторон линии, третий находится над линией и вынесен немного вперед (позволяет предвидеть изменение траектории и заранее принимать меры по ее прохождению).
Четырех датчиков цвета (для реализации скоростных алгоритмов движения по сложным трассам)
Слайд 4Количество используемых датчиков
Слайд 5Если датчик расположен далеко от центра оси колес:
Даже малое
движение колеса приводит к значительному смещения датчика
Роботу сложно проходить углы
с малым радиусом искривления
Если датчик близко к оси колес:
Нужна существенная разница скорости вращения колёс
Если датчик смещен от центра:
Получаем различные радиуса поворота
Слайд 7Алгоритмы движения с одним датчиком Цвета
Перед реализацией любого алгоритма следования
по линии необходимо проводить калибровку датчика. Она заключается в том,
что мы должны определить состояние к которому будет стремиться датчик.
Другими словами – найти среднее значение уровня отраженного света. Для этого можно измерить уровень отраженного света на белом и на черном участке поля и найти среднее значение между ними.
Слайд 8Алгоритм «Зигзаг» с одним датчиком цвета
Проводим калибровку датчика цвета, определяем
среднее значение и вносим в программу.
Выполняем в цикле:
если значение
датчика меньше среднего (датчик оказался над черной линией), то левый мотор - 0, правый - 50;
если значение датчика больше или равно среднему (датчик удаляется влево от черной линии), то левый мотор - 50, правый – 0.
Слайд 10Все перечисленные положения можно свести к следующей классификации:
левый датчик, также
как и правый - над светлой поверхностью;
левый датчик над светлой
поверхностью, правый датчик над темной;
левый датчик над темной поверхностью, правый датчик над светлой;
оба датчика находятся над темной поверхностью.
Слайд 11Если в определенный момент времени программа на роботе обнаруживает одно
и из этих положений, она должна будет среагировать соответствующим образом:
Если
оба датчика над белой поверхностью, то это нормальная ситуация, в которой линия находится между датчиками, поэтому робот должен ехать прямо.
Если левый датчик еще над светлой поверхностью, а правый датчик уже над темной, значит, робот заехал своей правой частью на линию, а значит ему нужно поворачивать направо, чтобы линия опять оказалась между датчиками.
Если левый датчик оказался над темной поверхностью, а правый еще над светлой, то для выравнивания роботу нужно поворачивать налево.
Если оба датчика над темной поверхностью, то в общем случае, робот опять продолжает двигаться прямо.
Слайд 12Алгоритм «Зигзаг» с двумя датчиками цвета
Проводим калибровку одного датчика, определяем
среднее значение.
Если значение левого датчика (порт 2),больше среднего значения, то
анализируем значение правого датчика (порт 3):
Если значение правого датчика меньше среднего значения, то левый мотор В – 50, правый мотор С – 0 (робот отклонился влево от линии);
Если значение правого датчика больше или равно среднему значению, то левый мотор В – 50, правый мотор С – 50 (робот находится на линии, датчики расположены по обе стороны от линии, едет вперед)
Если значение левого датчика (порт 2),меньше или равно среднему значению, то анализируем значение правого датчика (порт 3):
Если значение правого датчика меньше среднего значения, то левый мотор В – 50, правый мотор С – 50 (оба датчика находятся на линии, значит впереди перекресток, проезжаем прямо);
Если значение правого датчика больше или равно среднему значению, то левый мотор В – 0, правый мотор С – 50 (робот отклнился вправо от линии)
Слайд 14Алгоритм «Волна»
Похож на предыдущий, но предназначен для более плавного и
быстрого прохождения дистанции.
Отличие от предыдущего алгоритма: поворот осуществляется не вокруг
одного колеса, а по дуге, например, моторы двигаются со скоростями 60 и 10, 50 и 5 … (числа подбираются экспериментально в зависимости от кривизны и толщины линии, а также от особенностей конструкции робота).
Недостаток: робот может съехать с линии при крутых поворотах, поэтому необходимо тщательно подбирать скорости моторов!
Слайд 16Простейший алгоритм движения по линии
«Релейный регулятор»
Слайд 17Параметры требующие регулировки:
Среднее значение освещенности (переменная grey)
Угол поворота (Настраивается в
блоках движения)
Скорость движения (переменная speed)